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摘要：煤层瓦斯是地质作用的产物，瓦斯的形成、运移、赋存和富集与地质条件密切相关，并受到地质条件的制约。影响瓦斯赋存的地质条件，主要有含煤岩系的沉积环境，岩性组合特征，煤层顶、底板岩性及其隔气、透气性能，煤的变质程度，区域地质构造，水文地质条件，岩浆作用，以及埋藏深度等。本文主要探讨三软煤层瓦斯的治理。
关键词：三软煤层；瓦斯；治理
中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0073-01
随着放顶煤开采技术在超化煤矿“三软”不稳定厚煤层条件下成功的推广应用，工作而单产和矿井产量人幅度提高，有效地实现了矿井生产的高产高效。但是，在工作而单产提高，矿井经济改善的同时，工作而绝对瓦斯涌出量显著增加，瓦斯超限和防治不仅严重制约着综放工作而的生产能力，而且给矿井安全生产造成了极大的安全隐患。
1 三软煤层瓦斯抽放特点
根据“三软”不稳定高瓦斯厚煤层综采放顶煤工作面瓦斯治理多年经验，由于煤层透气性系数小，钻孔瓦斯流量衰减系数人，属较难抽放煤层，工作而采取任何单一的措施都很难从根本上解决该工作而开采期间的瓦斯问题。在邻近层瓦斯抽放领域，顶板巷道抽放技术抽放量人，采用该技术，平均抽放量达17 m3/ min，邻近层瓦斯抽放率达60%-70%。而厚煤层开采其顶部煤层卸压和瓦斯排放机理和邻近层瓦斯排放有相似之处，因此，考虑到其方法抽放量人，对放顶煤开采工作而有一定的适用性，故借鉴技术比较成熟地解决邻近层瓦斯的顶板巷道抽放瓦斯技术，结合21071综采而实际，采用在厚煤层顶部分层中作“顶板”巷道抽放放顶煤开采工作而采空区瓦斯，即采用“高抽巷”抽放瓦斯技术方案。
2三软煤层瓦斯的治理
2.1工作面煤层注水
压力水进入煤层会使工作面附近的煤体破碎，水进入煤层内部的裂隙和空隙后，可使原始煤体湿润，改变煤的力学性质，增加煤体的可塑性和柔性，降低煤的疏松度。可以减少煤体内部的应力集中和瓦斯放散速度，使应力分布变得比较均匀，应力峰值集中移入煤体深处，巷道工作面前应力集中系数降低，在采掘过程中，煤体弹性的释放变得缓慢。同时，水进入煤体后封闭了瓦斯流动的通道，并将瓦斯向煤体内部挤压，提高了煤体的承受力（煤的微孔直径越小，承受压力的能力越大），降低了瓦斯破碎煤体的可能性。同时，水侵入煤体的微孔隙后，也使瓦斯的排出难度增加。根据实际测定，运到地面的经过注水的煤层煤块，其中残留的瓦斯量比干煤大2倍多。
2.2穿层钻孔预抽
煤层松软，煤层钻孔施工完成后，极易塌孔、堵孔，使瓦斯抽放工作无法进行。通过在煤层底板布置岩石集中巷，在岩巷布置钻场向煤层施土钻孔，利用20-35 m的底板岩石作为安全屏障，可以避免难成孔、塌孔现象的发生，岩孔打完后继续打煤孔，直到进入煤层顶板。每个孔打完后对其进行水力冲孔，冲孔完成后连接抽放管路进行超前预抽[#]。
在施土过程中，为了防止打钻时一钻孔瞬间涌出大量瓦斯，该矿自行设计制作了孔口瓦斯收集装置，并将其安设在孔口套管上，然后连接到抽放管路上，采用此装置能把孔口涌出的高浓度瓦斯通过抽放管路抽走，避免高浓度瓦斯涌入巷道空间，造成瓦斯聚集超限。
2.3工作面瓦斯治理
工作面瓦斯抽放的重点应该放在预抽本煤层瓦斯和抽放采空区瓦斯上，根据刘家梁矿的实际情况，对工作面采取预抽和边采边抽相结合的办法。
2.3.1 抽放钻孔的布置
在工作面回风侧打顺层斜向钻孔，工作面开采前进行煤层瓦斯预抽，钻孔与巷道夹角 45°，受瓦斯压力影响，若钻孔深度太长则钻孔钻进困难，最后孔深确定为 150 m，孔径 91 mm，孔间距 10 m。
2.3.2 封孔工艺
在瓦斯抽放过程中，封孔的质量是确保抽放成功的关键因素。这里采用聚氨酯封孔。具体操作程序如下：称一定量的甲液和乙液，分别装入 2 个容器，再将 2 种药液同时倒入混合桶内，并快速搅拌直到药液由黄褐色变成乳白色，然后将乳白色药液均匀倒在毛巾上，边倒边将毛巾纏到封孔管上，把缠卷好的封孔管迅速插入钻孔，大约 20 min 后药液就硬化固结。为了防止封孔管晃动而影响封孔质量，孔口用木塞楔紧。如果长时间抽放，容易造成钻孔堵塞，严重影响抽放效果。结合综采队回采进度及钻孔、抽放时间等因素，最后确定钻场间距为 70 m。煤层开采后上覆岩层中形成离层裂隙和竖向破断裂隙，离层裂隙分布呈现两种特征。开始阶段从开切眼开始，随着工作而推进，离层裂隙不断增大，采空区中部离层裂隙最发育；第一阶段采空区中部离层裂隙趋于压实，离层率下降，而采空区四周离层裂隙仍能保持。在顶板任意高度水平，第一阶段和稍后一段时期内，位于采空区中部的离层裂隙基本被压实，而在采空区四周仍存在一连通的离层裂隙发育区。O形圈随着工作而的推进是发展变化的，向前推移，其分布主要决定于岩层的岩性、厚度、断块民度及其层理等开采技术条件。
保证有效通风断面，加强工程质量，通过本煤层注水和打瓦斯释放孔，瓦斯浓度稳定在下隅角瓦斯传感器浓度显示0.37%，工作面瓦斯传感器浓度显示0.39%，回风流瓦斯传感器显示0.32%，解决了工作面下隅角和回风流瓦斯超限的问题，实现了煤与瓦斯共采的目标。通过对瓦斯涌出的分析，采取增风调节，降低采空区瓦斯积存量，改变作排工艺，施工煤层注水和打瓦斯释放孔，均匀释放瓦斯防治措施，对复杂地质条件下瓦斯富集区采面工作面瓦斯治理是有效的，取得了良好的技术和经济效益，在低瓦斯矿井中高瓦斯富集区瓦斯治理方面，值得应用和推广。
结论
一般来说，当煤层顶板岩性为致密完整的岩石，如页岩、油母页岩时，煤层中的瓦斯容易被保存下来；顶板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩石，如砾岩、砂岩时，瓦斯就容易逸散。瓦斯之所以能够封存于煤层中某个部位，并使之具有突出的可能，与该部位围岩透气性低，造成有利于封存瓦斯的条件有密切关系。煤层围岩的透气性不仅与岩性特征有关。还与一定范围内的岩性组合以及形变特点有关。
参考文献：
[1] 王怀玉. “三软”不稳定煤层瓦斯防治技术研究与应用[J]. 中国科技信息，2010（17）
[2] 刘三钧，林柏泉，李全贵等. “三软”不稳定低透气性煤层采空区瓦斯综合治理技术研究[J]. 中国煤炭，2010（02）
[3] 张永朋，彭学辉. “三软”不稳定煤层瓦斯治理技术[J]. 煤炭技术，2007（03）
关键词：三软煤层；瓦斯；治理
中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0073-01
随着放顶煤开采技术在超化煤矿“三软”不稳定厚煤层条件下成功的推广应用，工作而单产和矿井产量人幅度提高，有效地实现了矿井生产的高产高效。但是，在工作而单产提高，矿井经济改善的同时，工作而绝对瓦斯涌出量显著增加，瓦斯超限和防治不仅严重制约着综放工作而的生产能力，而且给矿井安全生产造成了极大的安全隐患。
1 三软煤层瓦斯抽放特点
根据“三软”不稳定高瓦斯厚煤层综采放顶煤工作面瓦斯治理多年经验，由于煤层透气性系数小，钻孔瓦斯流量衰减系数人，属较难抽放煤层，工作而采取任何单一的措施都很难从根本上解决该工作而开采期间的瓦斯问题。在邻近层瓦斯抽放领域，顶板巷道抽放技术抽放量人，采用该技术，平均抽放量达17 m3/ min，邻近层瓦斯抽放率达60%-70%。而厚煤层开采其顶部煤层卸压和瓦斯排放机理和邻近层瓦斯排放有相似之处，因此，考虑到其方法抽放量人，对放顶煤开采工作而有一定的适用性，故借鉴技术比较成熟地解决邻近层瓦斯的顶板巷道抽放瓦斯技术，结合21071综采而实际，采用在厚煤层顶部分层中作“顶板”巷道抽放放顶煤开采工作而采空区瓦斯，即采用“高抽巷”抽放瓦斯技术方案。
2三软煤层瓦斯的治理
2.1工作面煤层注水
压力水进入煤层会使工作面附近的煤体破碎，水进入煤层内部的裂隙和空隙后，可使原始煤体湿润，改变煤的力学性质，增加煤体的可塑性和柔性，降低煤的疏松度。可以减少煤体内部的应力集中和瓦斯放散速度，使应力分布变得比较均匀，应力峰值集中移入煤体深处，巷道工作面前应力集中系数降低，在采掘过程中，煤体弹性的释放变得缓慢。同时，水进入煤体后封闭了瓦斯流动的通道，并将瓦斯向煤体内部挤压，提高了煤体的承受力（煤的微孔直径越小，承受压力的能力越大），降低了瓦斯破碎煤体的可能性。同时，水侵入煤体的微孔隙后，也使瓦斯的排出难度增加。根据实际测定，运到地面的经过注水的煤层煤块，其中残留的瓦斯量比干煤大2倍多。
2.2穿层钻孔预抽
煤层松软，煤层钻孔施工完成后，极易塌孔、堵孔，使瓦斯抽放工作无法进行。通过在煤层底板布置岩石集中巷，在岩巷布置钻场向煤层施土钻孔，利用20-35 m的底板岩石作为安全屏障，可以避免难成孔、塌孔现象的发生，岩孔打完后继续打煤孔，直到进入煤层顶板。每个孔打完后对其进行水力冲孔，冲孔完成后连接抽放管路进行超前预抽[#]。
在施土过程中，为了防止打钻时一钻孔瞬间涌出大量瓦斯，该矿自行设计制作了孔口瓦斯收集装置，并将其安设在孔口套管上，然后连接到抽放管路上，采用此装置能把孔口涌出的高浓度瓦斯通过抽放管路抽走，避免高浓度瓦斯涌入巷道空间，造成瓦斯聚集超限。
2.3工作面瓦斯治理
工作面瓦斯抽放的重点应该放在预抽本煤层瓦斯和抽放采空区瓦斯上，根据刘家梁矿的实际情况，对工作面采取预抽和边采边抽相结合的办法。
2.3.1 抽放钻孔的布置
在工作面回风侧打顺层斜向钻孔，工作面开采前进行煤层瓦斯预抽，钻孔与巷道夹角 45°，受瓦斯压力影响，若钻孔深度太长则钻孔钻进困难，最后孔深确定为 150 m，孔径 91 mm，孔间距 10 m。
2.3.2 封孔工艺
在瓦斯抽放过程中，封孔的质量是确保抽放成功的关键因素。这里采用聚氨酯封孔。具体操作程序如下：称一定量的甲液和乙液，分别装入 2 个容器，再将 2 种药液同时倒入混合桶内，并快速搅拌直到药液由黄褐色变成乳白色，然后将乳白色药液均匀倒在毛巾上，边倒边将毛巾纏到封孔管上，把缠卷好的封孔管迅速插入钻孔，大约 20 min 后药液就硬化固结。为了防止封孔管晃动而影响封孔质量，孔口用木塞楔紧。如果长时间抽放，容易造成钻孔堵塞，严重影响抽放效果。结合综采队回采进度及钻孔、抽放时间等因素，最后确定钻场间距为 70 m。煤层开采后上覆岩层中形成离层裂隙和竖向破断裂隙，离层裂隙分布呈现两种特征。开始阶段从开切眼开始，随着工作而推进，离层裂隙不断增大，采空区中部离层裂隙最发育；第一阶段采空区中部离层裂隙趋于压实，离层率下降，而采空区四周离层裂隙仍能保持。在顶板任意高度水平，第一阶段和稍后一段时期内，位于采空区中部的离层裂隙基本被压实，而在采空区四周仍存在一连通的离层裂隙发育区。O形圈随着工作而的推进是发展变化的，向前推移，其分布主要决定于岩层的岩性、厚度、断块民度及其层理等开采技术条件。
保证有效通风断面，加强工程质量，通过本煤层注水和打瓦斯释放孔，瓦斯浓度稳定在下隅角瓦斯传感器浓度显示0.37%，工作面瓦斯传感器浓度显示0.39%，回风流瓦斯传感器显示0.32%，解决了工作面下隅角和回风流瓦斯超限的问题，实现了煤与瓦斯共采的目标。通过对瓦斯涌出的分析，采取增风调节，降低采空区瓦斯积存量，改变作排工艺，施工煤层注水和打瓦斯释放孔，均匀释放瓦斯防治措施，对复杂地质条件下瓦斯富集区采面工作面瓦斯治理是有效的，取得了良好的技术和经济效益，在低瓦斯矿井中高瓦斯富集区瓦斯治理方面，值得应用和推广。
结论
一般来说，当煤层顶板岩性为致密完整的岩石，如页岩、油母页岩时，煤层中的瓦斯容易被保存下来；顶板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩石，如砾岩、砂岩时，瓦斯就容易逸散。瓦斯之所以能够封存于煤层中某个部位，并使之具有突出的可能，与该部位围岩透气性低，造成有利于封存瓦斯的条件有密切关系。煤层围岩的透气性不仅与岩性特征有关。还与一定范围内的岩性组合以及形变特点有关。
参考文献：
[1] 王怀玉. “三软”不稳定煤层瓦斯防治技术研究与应用[J]. 中国科技信息，2010（17）
[2] 刘三钧，林柏泉，李全贵等. “三软”不稳定低透气性煤层采空区瓦斯综合治理技术研究[J]. 中国煤炭，2010（02）
[3] 张永朋，彭学辉. “三软”不稳定煤层瓦斯治理技术[J]. 煤炭技术，2007（03）